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煤矿采矿工程巷道掘进和支护技术的应用分析

2021-03-09刘跃松

科技研究·理论版 2021年23期
关键词:巷道掘进支护技术应用

刘跃松

摘 要:在我国社会飞速发展阶段,大大提高了国民经济发展水平,并增加了对能源资源的需求量。煤炭作为我国应用最为广泛的能源资源之一, 对于我国社会生产生活以及经济发展有着重要的作用。在煤矿的生产开采工作中,要按照要求做好巷道掘进与支护工作,这样既可以确保煤矿开采工作的顺利进行,而且还可以提高煤矿生产开采工作的安全性和可靠性。

关键词:煤矿采矿工程;巷道掘进;支护技术;应用

1 采矿工程巷道掘进与支护概述

通常情况下,在煤矿采矿工程掘进与支护过程中,将会直接决定着其支护水平与质量。当前我国煤矿煤炭开采过程中,斜眼掏槽与直眼掏槽是比较常见的两种掘进技术。直眼掏槽与斜眼掏槽两种方式适用的开采情况不同,在实际的煤矿开采中需要根据客观条件合理进行选择。斜眼掏槽技术在软岩夹层中得到了广泛应用,在该过程中由于受到土质制约,还需要辅助其他技术支持,从而提高应用的效果水平。在巷道掘进过程中,相关单位要合理选择采矿工程巷道掘进与支护技术,并辅以相关采矿设备机械,以此来形成科学的采矿工程体系,确保煤矿开采巷道掘进工作进行的流畅性,使煤炭采矿工程竞争力得到有效提升。在巷道掘进工作结束后, 才会开展支护工作,其不仅可以实现对煤矿巷道周围地质的有效保护,而且还可以确保巷道的平稳性和均匀性。在巷道支护工作中,预留煤柱是比较关键的组成部分,其能够达到预期的支撑效果,且能够保障掘进巷道的安全性。因此,相关施工人员需要保证预留煤柱的稳定性以及质量水平, 并对预留煤柱进行加固,做好规划与参数的调整调节,使预留煤柱能够适应巷道掘进情况。

在实际的巷道掘进与支护工作中,有着较多的影响因素,这些影响因素会从多个方面对掘进工作与支护工作造成影响与干扰。具体而言,主要存在着三个方面的影响因素,分别为巷道围岩强度因素、地质环境因素以及地应力因素。围岩的强度直接影响着巷道的稳定性和可靠性,因此相关施工人员需要对围岩的强度进行勘测,保证采矿巷道能够安全支撑,保证工作人员能够安全通行。在应用锚杆技术的情况下,围岩强度能够获得一定的提高,从而进一步提高巷道支撑效果。地质应力的荷载能力是围岩强度勘测工作中的重点内容,地质应力荷载能力的强弱影响着顶板的位移, 地质应力增强,荷载能力提高,就会使顶板位移降低,提高其支撑能力。在实际的开采过程中,需要全面而详细地了解围岩情况,从而提高围岩强度,提高支护的安全性和有效性。地质环境在煤矿开采过程中影响着巷道掘进的速度,由于地下环境地质条件复杂多变,会出现软岩、硬岩、断层、褶皱等不同问题情况,加大巷道掘进的施工难度的同时增加工程的危险性,增加安全隐患。此时,在巷道掘进工作中,施工人员要综合勘测地表与地下地质情况,结合矿区整体情况,因地制宜采用对应举措进行掘进工作。地应力因素影响着煤矿开采工程的安全性,当地应力增大时,就会导致岩体位移增加,致使支护工具出现形变问题,增加工程的危险性。因此需要做好地质勘查工作,保证采矿工程能够顺利进行。具体的巷道掘进与支护工作影响因素。

2 采矿工程专业巷道掘进和支护技术中的影响因素

2.1 巷道围岩抗压强度要素

巷道是否平稳受围岩的抗压强度影响,技术专业工作人员必须对围岩抗压强度开展勘察,确保巷道能够具有安全性支撑点,使工作员安全地行驶。锚杆技术下,围岩抗压强度得到提升,就可以进一步加强巷道支撑点。地质环境地应力的载荷工作能力是围岩勘测工作的关键,载荷工作能力的高低与现浇板偏移的状况相关,载荷工作能力强,地质环境地应力提高,会使现浇板偏移减少,支撑点力量有所增强。

2.2 环境条件

环境条件在采掘过程中关乎巷道掘进的速率,地底自然环境纷繁复杂,环境条件中会发生软岩、硬岩、断块、皱褶和储水等状况,这种状况都会增加工程施工的难度系数,使得巷道掘进和支护工作更难开展,还会继续提升工程项目的危险因素,增加安全风险,也非常容易发生瓦斯爆炸,洪水泛滥成灾这类状况。因此,必须在专业的施工队伍进行巷道掘进以前,就对土层和地底的自然环境开展勘察,整合全部矿山的具体情况, 量体裁衣,进行合适的科学研究的采用和应对措施开展掘进。

3 煤矿巷道掘进技术应用要点

3.1 做好地质勘察工作

在煤矿巷道掘进施工之前,技术人员必须对地质构造和周围环境进行详细勘察,并且能够对在掘进过程中的所有不利因素了然于胸,同时采取有效措施进行预防与处理,最大程度的提高掘进效率与掘进安全性。例如,煤矿企业可以采用三维地震综合勘探技术,为掘进方案和掘进技术的选择提供详细的数据参考。

3.2 做好瓦斯排放工作

在煤炭采矿工程巷道掘进施工时,工作人员不仅要对支护技术与支护方案进行深入考虑,同时也要对掘进环境进行全面分析。因为在煤矿巷道的掘进过程中,不可避免的会产生瓦斯气体,一旦瓦斯浓度超限极易引发爆炸事故,要求技术人员必须采取科学方式做好瓦斯排放工作,并对巷道中的瓦斯含量进行动态监测,确保掘进环境安全。

3.3 做好通风防尘工作

在煤矿巷道掘进过程中,巷道中会漂浮着大量的烟尘粉末,为了确保掘进工作的顺利进行,切实保障掘进工作者的人身安全,要求工作人员必须精准计算巷道中的最大通风量,科学设计通风系统,确保巷道内部风压符合施工要求。同时能够利用通风机尽可能多的排除有害气体和灰尘,确保巷道内温度和湿度适宜。

4 常见的煤炭采矿工程巷道支护技术

4.1 锚索支护技术

如果在煤矿巷道掘进过程中存在软岩情况,因为软岩结构的稳定性较差并且极易发生形变,因此必须需要采取有效的支护措施对巷道结构进行支护。锚索支护技术能够有效应对软岩结构,能够提高软岩结构的整体稳定性和可靠性。

4.2 锚杆支护和锚注支护技术

软岩是一种十分常见的围岩类型,为了最大程度提高巷道支护效果, 工作人员就可以利用强度较高的锚杆,并对锚杆施加一定的预应力,以此来提高围岩的承载性能,降低围岩的剪切变形。锚杆支护技术是现如今最为常见的巷道支护技术,不仅成本较低同时应用简单,能够结合围岩形变量适当调整支护强度。但是在高应力的制约下,并非所有的锚杆支护都能呈现出主动的支护效果。锚注支护方式则主要采用灌浆的方法来提高围岩的荷载力,同时也可有效提高围岩抵御地下水侵害的能力。

4.3 U型鋼支护技术

巷道在掘进过程中很容易在高应力的作用下发生变化,通过加装金属支架可有效降低应力对巷道的影响。U型钢支护技术在应用过程中对金属支架的伸缩性有着极高要求,一旦围岩发生变形可迅速起到支护效果,但是却无法在围岩变形前进行提前支护。

综上所述,为了实现煤炭的高效安全开采,要求煤矿企业的工作人员必须对巷道的掘进技术和支护技术进行深入研究,促进技术的最大应用。掘进巷道的安全不仅是实现煤炭安全开采和运输的前提,同时也是煤炭开采人员生命安全的最直接保障,所以为了推进我国煤炭行业的长远发展, 就必须要求技术人员对现有的掘进技术和支护技术进行创新与完善,为安全生产奠定技术基础。

参考文献:

[1] 蒋力帅.工程岩体劣化与大采高沿空巷道围岩控制原理研究[D].北京:中国矿业大学,2016.

[2] 丁国峰.沿空动压巷道围岩稳定性分析及非均匀支护技术研究[D].北京:中国矿业大学,2014.

[3] 李亚铁.论采矿工程巷道掘进和支护应用[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(01):114-116.

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